Начало пути
При рождении получил имя Натан бен Волф (его отец Волф бен Валлих (или Волф Валлих) был торговцем, перебравшимся в конце XVIII века из голштинского города Альтона вблизи Гамбурга — в Копенгаген). Позднее Натан Бен Волф принял имя Натан Валлих, а когда повзрослел — Натаниэл.
Валлих получил диплом Королевской академии хирургов в Копенгагене, где он изучал ботанику у Мартина Валя, а затем — место хирурга в Серампуре в Датской Индии, с 1755 по 1845 годы известном под названием Фредериксногор (дат. Frederiksnagore). Он отплыл в Индию через Мыс Доброй Надежды в апреле 1807 года и прибыл в Серампур в ноябре.
Индия
Союз Дании с наполеоновской Францией в итоге привёл к тому, что многие датские колонии были аннексированы британцами, в том числе и Фредериксногор. Британская Ост-Индская компания утвердилась в Фредериксногоре, Валлих был заключён в тюрьму. В 1809 году он был освобождён под честное слово. В августе 1814 года Валлих стал помощником хирурга в Ост-Индской компании, а в декабре 1814 года заступил на место ушедшего в отставку руководителя Индийского музея. Позднее Валлих был назначен помощником Уильяма Роксбурга, ботаника Ост-Индской компании в Калькутте, прозванного «отцом индийской ботаники».
С 1813 года он проявил большой интерес к растительности Индии, совершил экспедиции в Непали нижнюю Бирму, объехал Западную Индию. Будучи членом Азиатского общества, Валлих в письме Совету общества 2 февраля 1814 года предложил создать музей общества, свои услуги и некоторые предметы из собственной коллекции. Общество горячо поддержало это предложение и решило создать музей, назначив Валлиха почётным куратором, а затем и директором Восточного музея Азиатского общества, как он стал называться. Сейчас этот музей — один из старейших в мире, а в то время это был первый музей такого рода в Азии.
Доктор Натаниэл Валлих возглавил музей 1 июня 1814 года. Музей был создан и быстро рос под руководством своего основателя и с помощью других дарителей. Большинство меценатов были европейцами, за исключением одного индийца, Бабу Рамкамала Сена (англ. Ramkamal Sen), первоначально коллектора, а затем первого из индийцев секретаря Азиатского общества.
Валлих был назначен также управляющим ботаническим садом Ост-Индской компании в Калькутте, сначала временно, а затем и окончательно. Он перебрался в Калькутту в 1817 году и служил там до 1842 года.
Вместе с Уильямом Кэри он принял на себя издание Flora indica Роксбурга (Серампур, 1820).
В 1828 году Валлих привёз в Европу около 8 000 собранных им образцов индийских растений, которые были потом распределены по разным публичным гербариям Европы и Америки. Тогда же он подготовил каталог растений калькуттского сада из более чем 20 000 гербарных образцов.
Необходимость лечения принудила Валлиха 1811—1813 годы провести в более умеренном климате Маврикия, где, однако, он продолжал свои исследования.
В 1822 году по просьбе своего друга сэра Стемфорда Раффлза он прибыл в Сингапур для устройства там ботанического сада, но по неизвестным причинам вернулся в Калькутту в следующем году.
